Question

（2002?河南）現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30Ω～40Ω的電流表一個(gè)，定值電阻R₁=150Ω，定值電阻R₂=100Ω，單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干，要求利用這些器材測(cè)量一干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V）的電動(dòng)勢(shì)．
?（1）按要求在實(shí)物圖上連線．
?（2）用已知量和直接測(cè)得量表示的待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E=

I1I2

(I1-I2)

R2

，式中各直接測(cè)得量的意義是

I₁是外電阻為R₁時(shí)的電流，I₂是外電阻為R₁和R₂串聯(lián)時(shí)的電流

．

Answer 1

分析：（1）測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，電路為簡單的串聯(lián)電路，將各元件依次連接組成閉合回路，注意電流表中電流為紅進(jìn)黑出；
（2）題目中只有兩個(gè)定值電阻和電流表，故只能通過串并聯(lián)關(guān)系得出兩種不同的阻值，同時(shí)應(yīng)考慮電路的安全性，從而選取合適的電路圖；由閉合電路歐姆定律可得出表達(dá)式，聯(lián)立可解得電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式．

解答：解：本題提供了兩只定值電阻及開關(guān)、導(dǎo)線等，要求測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)，這是一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，原理是利用閉合電路歐姆定律E=I（R_外+r）=I（R+R_A+r），只需改變R測(cè)兩次電流的值便可求出電動(dòng)勢(shì)E的值．但應(yīng)注意：改變R時(shí)R的阻值不能過小，防止電流過大，超過電流表的量程，本題如將R₂接入電路或R₁和R₂并聯(lián)后接入電路，經(jīng)估算會(huì)超過電流表的量程，故第一次把R₁接入電路，第二次把R₁、R₂串聯(lián)后接入電路，實(shí)現(xiàn)R的兩次改變．
故（1）原理圖如圖所示；
（2）由E=I₁（R₁+R_A+r），E=I₂（R₂+R₁+R_A+r）可求出
E=

I1I2

(I1-I2)

R2
故答案為：（1）如圖所示；
（2）

I1I2

(I1-I2)

R2．I₁是外電阻為R₁時(shí)的電流，I₂是外電阻為R₁和R₂串聯(lián)時(shí)的電流．

點(diǎn)評(píng)：本題為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)的考查是近幾年高考的熱點(diǎn)；在考試中要靈活把握，認(rèn)真分析題意，找出切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方法．